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  <title>Cgroup - panda power!</title>
  <meta name="description" content="CGROUP Linux CGroup全称Linux Control Group， 是Linux内核的一个功能，用来限制，控制与分离一个进程组群的资源（如CPU、内存、磁盘输入输出等）。这个项目最早是由Google的工程师在2006年发起（主要是Paul Menage和Rohit Seth），最早的名称为进程容器（process containers）。在2007年时，因为在Linux内核中，容器（container）这个名词太过广泛，为避免混乱，被重命名为cgroup，并且被合并到2.6.24版的内核中去。然后，其它开始了他的发展。
Linux CGroupCgroup 可​​​让​​​您​​​为​​​系​​​统​​​中​​​所​​​运​​​行​​​任​​​务​​​（进​​​程​​​）的​​​用​​​户​​​定​​​义​​​组​​​群​​​分​​​配​​​资​​​源​​​ — 比​​​如​​​ CPU 时​​​间​​​、​​​系​​​统​​​内​​​存​​​、​​​网​​​络​​​带​​​宽​​​或​​​者​​​这​​​些​​​资​​​源​​​的​​​组​​​合​​​。​​​您​​​可​​​以​​​监​​​控​​​您​​​配​​​置​​​的​​​ cgroup，拒​​​绝​​​ cgroup 访​​​问​​​某​​​些​​​资​​​源​​​，甚​​​至​​​在​​​ 运​​​行​​​的​​​系​​​统​​​中​​​动​​​态​​​配​​​置​​​您​​​的​​​ cgroup。
主要提供了如下功能：
 Resource limitation: 限制资源使用，比如内存使用上限以及文件系统的缓存限制。 Prioritization: 优先级控制，比如：CPU利用和磁盘IO吞吐。 Accounting: 一些审计或一些统计，主要目的是为了计费。 Control: 挂起进程，恢复执行进程。  使​​​用​​​ cgroup，系​​​统​​​管​​​理​​​员​​​可​​​更​​​具​​​体​​​地​​​控​​​制​​​对​​​系​​​统​​​资​​​源​​​的​​​分​​​配​​​、​​​优​​​先​​​顺​​​序​​​、​​​拒​​​绝​​​、​​​管​​​理​​​和​​​监​​​控​​​。​​​可​​​更​​​好​​​地​​​根​​​据​​​任​​​务​​​和​​​用​​​户​​​分​​​配​​​硬​​​件​​​资​​​源​​​，提​​​高​​​总​​​体​​​效​​​率​​​。
在实践中，系统管理员一般会利用CGroup做下面这些事（有点像为某个虚拟机分配资源似的）：
 隔离一个进程集合（比如：nginx的所有进程），并限制他们所消费的资源，比如绑定CPU的核。 为这组进程 分配其足够使用的内存 为这组进程分配相应的网络带宽和磁盘存储限制 限制访问某些设备（通过设置设备的白名单）  首先，Linux把CGroup这个事实现成了一个file system，你可以mount。在我的Ubuntu 14.04下，你输入以下命令你就可以看到cgroup已为你mount好了。
chenxn@ubuntu:~$ mount -t cgroup cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,relatime,cpuset) cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu type cgroup (rw,relatime,cpu) cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuacct type cgroup (rw,relatime,cpuacct) cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,relatime,memory) cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,relatime,devices) cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (rw,relatime,freezer) cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,relatime,blkio) cgroup on /sys/fs/cgroup/net_prio type cgroup (rw,net_prio) cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls type cgroup (rw,net_cls) cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,relatime,perf_event) cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,relatime,hugetlb) 或者使用lssubsys命令：">
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Linux CGroupCgroup 可​​​让​​​您​​​为​​​系​​​统​​​中​​​所​​​运​​​行​​​任​​​务​​​（进​​​程​​​）的​​​用​​​户​​​定​​​义​​​组​​​群​​​分​​​配​​​资​​​源​​​ — 比​​​如​​​ CPU 时​​​间​​​、​​​系​​​统​​​内​​​存​​​、​​​网​​​络​​​带​​​宽​​​或​​​者​​​这​​​些​​​资​​​源​​​的​​​组​​​合​​​。​​​您​​​可​​​以​​​监​​​控​​​您​​​配​​​置​​​的​​​ cgroup，拒​​​绝​​​ cgroup 访​​​问​​​某​​​些​​​资​​​源​​​，甚​​​至​​​在​​​ 运​​​行​​​的​​​系​​​统​​​中​​​动​​​态​​​配​​​置​​​您​​​的​​​ cgroup。
主要提供了如下功能：
 Resource limitation: 限制资源使用，比如内存使用上限以及文件系统的缓存限制。 Prioritization: 优先级控制，比如：CPU利用和磁盘IO吞吐。 Accounting: 一些审计或一些统计，主要目的是为了计费。 Control: 挂起进程，恢复执行进程。  使​​​用​​​ cgroup，系​​​统​​​管​​​理​​​员​​​可​​​更​​​具​​​体​​​地​​​控​​​制​​​对​​​系​​​统​​​资​​​源​​​的​​​分​​​配​​​、​​​优​​​先​​​顺​​​序​​​、​​​拒​​​绝​​​、​​​管​​​理​​​和​​​监​​​控​​​。​​​可​​​更​​​好​​​地​​​根​​​据​​​任​​​务​​​和​​​用​​​户​​​分​​​配​​​硬​​​件​​​资​​​源​​​，提​​​高​​​总​​​体​​​效​​​率​​​。
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 隔离一个进程集合（比如：nginx的所有进程），并限制他们所消费的资源，比如绑定CPU的核。 为这组进程 分配其足够使用的内存 为这组进程分配相应的网络带宽和磁盘存储限制 限制访问某些设备（通过设置设备的白名单）  首先，Linux把CGroup这个事实现成了一个file system，你可以mount。在我的Ubuntu 14.04下，你输入以下命令你就可以看到cgroup已为你mount好了。
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  <i class="fas fa-calendar"></i>&nbsp;发表于 November 12, 2019
  
  
    &nbsp;|&nbsp;<i class="fas fa-clock"></i>&nbsp;3&nbsp;分钟
  
  
    &nbsp;|&nbsp;<i class="fas fa-book"></i>&nbsp;479&nbsp;个字
  
  
    
      &nbsp;|&nbsp;<i class="fas fa-user"></i>&nbsp;cxn
    
  
  
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<h3 id="cgroup">CGROUP</h3>

<p>Linux CGroup全称Linux Control Group， 是Linux内核的一个功能，用来限制，控制与分离一个进程组群的资源（如CPU、内存、磁盘输入输出等）。这个项目最早是由Google的工程师在2006年发起（主要是Paul Menage和Rohit Seth），最早的名称为进程容器（process containers）。在2007年时，因为在Linux内核中，容器（container）这个名词太过广泛，为避免混乱，被重命名为cgroup，并且被合并到2.6.24版的内核中去。然后，其它开始了他的发展。</p>

<p>Linux CGroupCgroup 可​​​让​​​您​​​为​​​系​​​统​​​中​​​所​​​运​​​行​​​任​​​务​​​（进​​​程​​​）的​​​用​​​户​​​定​​​义​​​组​​​群​​​分​​​配​​​资​​​源​​​ — 比​​​如​​​ CPU 时​​​间​​​、​​​系​​​统​​​内​​​存​​​、​​​网​​​络​​​带​​​宽​​​或​​​者​​​这​​​些​​​资​​​源​​​的​​​组​​​合​​​。​​​您​​​可​​​以​​​监​​​控​​​您​​​配​​​置​​​的​​​ cgroup，拒​​​绝​​​ cgroup 访​​​问​​​某​​​些​​​资​​​源​​​，甚​​​至​​​在​​​ 运​​​行​​​的​​​系​​​统​​​中​​​动​​​态​​​配​​​置​​​您​​​的​​​ cgroup。</p>

<p>主要提供了如下功能：</p>

<ul>
<li>Resource limitation: 限制资源使用，比如内存使用上限以及文件系统的缓存限制。</li>
<li>Prioritization: 优先级控制，比如：CPU利用和磁盘IO吞吐。</li>
<li>Accounting: 一些审计或一些统计，主要目的是为了计费。</li>
<li>Control: 挂起进程，恢复执行进程。</li>
</ul>

<p>使​​​用​​​ cgroup，系​​​统​​​管​​​理​​​员​​​可​​​更​​​具​​​体​​​地​​​控​​​制​​​对​​​系​​​统​​​资​​​源​​​的​​​分​​​配​​​、​​​优​​​先​​​顺​​​序​​​、​​​拒​​​绝​​​、​​​管​​​理​​​和​​​监​​​控​​​。​​​可​​​更​​​好​​​地​​​根​​​据​​​任​​​务​​​和​​​用​​​户​​​分​​​配​​​硬​​​件​​​资​​​源​​​，提​​​高​​​总​​​体​​​效​​​率​​​。</p>

<p>在实践中，系统管理员一般会利用CGroup做下面这些事（有点像为某个虚拟机分配资源似的）：</p>

<ul>
<li>隔离一个进程集合（比如：nginx的所有进程），并限制他们所消费的资源，比如绑定CPU的核。</li>
<li>为这组进程 分配其足够使用的内存</li>
<li>为这组进程分配相应的网络带宽和磁盘存储限制</li>
<li>限制访问某些设备（通过设置设备的白名单）</li>
</ul>

<p>首先，Linux把CGroup这个事实现成了一个file system，你可以mount。在我的Ubuntu 14.04下，你输入以下命令你就可以看到cgroup已为你mount好了。</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">chenxn@ubuntu:~$ mount -t cgroup
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuset type cgroup (rw,relatime,cpuset)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpu type cgroup (rw,relatime,cpu)
cgroup on /sys/fs/cgroup/cpuacct type cgroup (rw,relatime,cpuacct)
cgroup on /sys/fs/cgroup/memory type cgroup (rw,relatime,memory)
cgroup on /sys/fs/cgroup/devices type cgroup (rw,relatime,devices)
cgroup on /sys/fs/cgroup/freezer type cgroup (rw,relatime,freezer)
cgroup on /sys/fs/cgroup/blkio type cgroup (rw,relatime,blkio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_prio type cgroup (rw,net_prio)
cgroup on /sys/fs/cgroup/net_cls type cgroup (rw,net_cls)
cgroup on /sys/fs/cgroup/perf_event type cgroup (rw,relatime,perf_event)
cgroup on /sys/fs/cgroup/hugetlb type cgroup (rw,relatime,hugetlb)</pre></div>
<p>或者使用lssubsys命令：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">$ lssubsys  -m
cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
cpu /sys/fs/cgroup/cpu
cpuacct /sys/fs/cgroup/cpuacct
memory /sys/fs/cgroup/memory
devices /sys/fs/cgroup/devices
freezer /sys/fs/cgroup/freezer
blkio /sys/fs/cgroup/blkio
net_cls /sys/fs/cgroup/net_cls
net_prio /sys/fs/cgroup/net_prio
perf_event /sys/fs/cgroup/perf_event
hugetlb /sys/fs/cgroup/hugetlb</pre></div>
<p>我们可以看到，在/sys/fs下有一个cgroup的目录，这个目录下还有很多子目录，比如： cpu，cpuset，memory，blkio……这些，这些都是cgroup的子系统。分别用于干不同的事的。</p>

<p>如果你没有看到上述的目录，你可以自己mount，下面给了一个示例：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">mkdir cgroup
mount -t tmpfs cgroup_root ./cgroup
mkdir cgroup/cpuset
mount -t cgroup -ocpuset cpuset ./cgroup/cpuset/
mkdir cgroup/cpu
mount -t cgroup -ocpu cpu ./cgroup/cpu/
mkdir cgroup/memory
mount -t cgroup -omemory memory ./cgroup/memory/</pre></div>
<p>一旦mount成功，你就会看到这些目录下就有好文件了，比如，如下所示的cpu和cpuset的子系统：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">chenxn@ubuntu:~$ ls /sys/fs/cgroup/cpu /sys/fs/cgroup/cpuset/
/sys/fs/cgroup/cpu:
cgroup.clone_children  cgroup.sane_behavior  cpu.shares         release_agent
cgroup.event_control   cpu.cfs_period_us     cpu.stat           tasks
cgroup.procs           cpu.cfs_quota_us      notify_on_release  user
 
/sys/fs/cgroup/cpuset/:
cgroup.clone_children  cpuset.mem_hardwall             cpuset.sched_load_balance
cgroup.event_control   cpuset.memory_migrate           cpuset.sched_relax_domain_level
cgroup.procs           cpuset.memory_pressure          notify_on_release
cgroup.sane_behavior   cpuset.memory_pressure_enabled  release_agent
cpuset.cpu_exclusive   cpuset.memory_spread_page       tasks
cpuset.cpus            cpuset.memory_spread_slab       user
cpuset.mem_exclusive   cpuset.mems</pre></div>
<p>你可以到/sys/fs/cgroup的各个子目录下去make个dir，你会发现，一旦你创建了一个子目录，这个子目录里又有很多文件了。</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">chenxn@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu$ sudo mkdir haoel
[sudo] password for chenxn: 
chenxn@ubuntu:/sys/fs/cgroup/cpu$ ls ./haoel
cgroup.clone_children  cgroup.procs       cpu.cfs_quota_us  cpu.stat           tasks
cgroup.event_control   cpu.cfs_period_us  cpu.shares        notify_on_release</pre></div>
<h4 id="内存使用限制">内存使用限制</h4>

<p>我们再来看一个限制内存的例子（下面的代码是个死循环，其它不断的分配内存，每次512个字节，每次休息一秒）：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;
#include &lt;string.h&gt;
#include &lt;sys/types.h&gt;
#include &lt;unistd.h&gt;
 
int main(void)
{
    int size = 0;
    int chunk_size = 512;
    void *p = NULL;
 
    while(1) {
 
        if ((p = malloc(p, chunk_size)) == NULL) {
            printf(&#34;out of memory!!\n&#34;);
            break;
        }
        memset(p, 1, chunk_size);
        size += chunk_size;
        printf(&#34;[%d] - memory is allocated [%8d] bytes \n&#34;, getpid(), size);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}</pre></div>
<p>然后，在我们另外一边：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma"># 创建memory cgroup
$ mkdir /sys/fs/cgroup/memory/haoel
$ echo 64k &gt; /sys/fs/cgroup/memory/haoel/memory.limit_in_bytes
 
# 把上面的进程的pid加入这个cgroup
$ echo [pid] &gt; /sys/fs/cgroup/memory/haoel/tasks</pre></div>
<p>你会看到，一会上面的进程就会因为内存问题被kill掉了。</p>

<h4 id="磁盘i-o限制">磁盘I/O限制</h4>

<p>我们先看一下我们的硬盘IO，我们的模拟命令如下：（从/dev/sda1上读入数据，输出到/dev/null上）</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">sudo dd if=/dev/sda1 of=/dev/null</pre></div>
<p>我们通过iotop命令我们可以看到相关的IO速度是55MB/s（虚拟机内）：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO&gt;    COMMAND          
8128 be/4 root       55.74 M/s    0.00 B/s  0.00 % 85.65 % dd if=/de~=/dev/null...</pre></div>
<p>然后，我们先创建一个blkio（块设备IO）的cgroup</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">mkdir /sys/fs/cgroup/blkio/haoel</pre></div>
<p>并把读IO限制到1MB/s，并把前面那个dd命令的pid放进去（注：8:0 是设备号，你可以通过ls -l /dev/sda1获得）：</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">root@ubuntu:~# echo &#39;8:0 1048576&#39;  &gt; /sys/fs/cgroup/blkio/haoel/blkio.throttle.read_bps_device 
root@ubuntu:~# echo 8128 &gt; /sys/fs/cgroup/blkio/haoel/tasks</pre></div>
<p>再用iotop命令，你马上就能看到读速度被限制到了1MB/s左右。</p>
<div class="highlight"><pre class="chroma">TID  PRIO  USER     DISK READ  DISK WRITE  SWAPIN     IO&gt;    COMMAND          
8128 be/4 root      973.20 K/s    0.00 B/s  0.00 % 94.41 % dd if=/de~=/dev/null...</pre></div>
<h4 id="cgroup的子系统">CGroup的子系统</h4>

<p>好了，有了以上的感性认识我们来，我们来看看control group有哪些子系统：</p>

<ul>
<li><p>blkio — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​为​​​块​​​设​​​备​​​设​​​定​​​输​​​入​​​/输​​​出​​​限​​​制​​​，比​​​如​​​物​​​理​​​设​​​备​​​（磁​​​盘​​​，固​​​态​​​硬​​​盘​​​，USB 等​​​等​​​）。</p></li>

<li><p>cpu — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​使​​​用​​​调​​​度​​​程​​​序​​​提​​​供​​​对​​​ CPU 的​​​ cgroup 任​​​务​​​访​​​问​​​。​​​</p></li>

<li><p>cpuacct — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​自​​​动​​​生​​​成​​​ cgroup 中​​​任​​​务​​​所​​​使​​​用​​​的​​​ CPU 报​​​告​​​。​​​</p></li>

<li><p>cpuset — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​为​​​ cgroup 中​​​的​​​任​​​务​​​分​​​配​​​独​​​立​​​ CPU（在​​​多​​​核​​​系​​​统​​​）和​​​内​​​存​​​节​​​点​​​。​​​</p></li>

<li><p>devices — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​可​​​允​​​许​​​或​​​者​​​拒​​​绝​​​ cgroup 中​​​的​​​任​​​务​​​访​​​问​​​设​​​备​​​。​​​</p></li>

<li><p>freezer — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​挂​​​起​​​或​​​者​​​恢​​​复​​​ cgroup 中​​​的​​​任​​​务​​​。</p></li>

<li><p>memory — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​设​​​定​​​ cgroup 中​​​任​​​务​​​使​​​用​​​的​​​内​​​存​​​限​​​制​​​，并​​​自​​​动​​​生​​​成​​​​​内​​​存​​​资​​​源使用​​​报​​​告​​​。​​​</p></li>

<li><p>net_cls — 这​​​个​​​子​​​系​​​统​​​使​​​用​​​等​​​级​​​识​​​别​​​符​​​（classid）标​​​记​​​网​​​络​​​数​​​据​​​包​​​，可​​​允​​​许​​​ Linux 流​​​量​​​控​​​制​​​程​​​序​​​（tc）识​​​别​​​从​​​具​​​体​​​ cgroup 中​​​生​​​成​​​的​​​数​​​据​​​包​​​。​​​</p></li>

<li><p>net_prio — 这个子系统用来设计网络流量的优先级</p></li>

<li><p>hugetlb — 这个子系统主要针对于HugeTLB系统进行限制，这是一个大页文件系统。</p></li>
</ul>

<p>注意，你可能在Ubuntu 14.04下看不到net_cls和net_prio这两个cgroup，你需要手动mount一下：</p>

<p>```
$ sudo modprobe cls_cgroup
$ sudo mkdir /sys/fs/cgroup/net_cls
$ sudo mount -t cgroup -o net_cls none /sys/fs/cgroup/net_cls</p>

<p>$ sudo modprobe netprio_cgroup
$ sudo mkdir /sys/fs/cgroup/net_prio
$ sudo mount -t cgroup -o net_prio none /sys/fs/cgroup/net_prio</p>


        
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                  <h4 class="see-also">也可以看看</h4>
                  <ul>
                
                
                    <li><a href="/post/cxn/cpucontextswitch/">CpuContextSwitch</a></li>
                
                    <li><a href="/post/cxn/devicemapper/">DeviceMapper</a></li>
                
                    <li><a href="/post/cxn/thinprovisioningsnapshot/">Thin Provisioning</a></li>
                
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